專(zhuān)利名稱：：連接部件用鋼線材的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種線材或鋼線，其用于可得到穩(wěn)定緊固性的表面潤(rùn)滑性優(yōu)異的連接部件制備中。特別地，本發(fā)明涉及一種線材或鋼線，其不出現(xiàn)在線材的拉線加工時(shí)產(chǎn)生的粉塵問(wèn)題，且在連接部件制備過(guò)程中的冷塑性加工、調(diào)質(zhì)處理等熱處理后，賦予連接部件表面以穩(wěn)定的潤(rùn)滑性。
背景技術(shù)：
：最近，隨著汽車(chē)的輕量化及發(fā)動(dòng)機(jī)或齒輪部件等小型化的推進(jìn)，其中所用的螺栓等連接部件也正要求小型化或細(xì)徑化。為滿足該要求，需要采用以高強(qiáng)度用材料制備的高強(qiáng)度螺栓。這些連接部件一般將形成了賦以表面潤(rùn)滑性的潤(rùn)滑被膜的線材、或?qū)⒃摼€材中進(jìn)一步進(jìn)行了拉線加工的鋼線切斷成固定的長(zhǎng)度后，通過(guò)冷塑性加工成型，進(jìn)一步根據(jù)需要進(jìn)行淬火回火，即經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)處理等熱處理后進(jìn)行制品化。特別地，若在形成了潤(rùn)滑被膜的線材中進(jìn)行斷面減少率30%以下程度的拉線，可更加提高所形成的潤(rùn)滑被膜的密著性。因此，在連接部件的冷塑性加工中，多采用與形成了潤(rùn)滑被膜的線材相比進(jìn)一步進(jìn)行了拉線加工的鋼線。作為像這樣的冷塑性加工的素材，由于采用了形成了潤(rùn)滑被膜的"線材"或進(jìn)一步進(jìn)行了拉線加工的"鋼線"中的任一種，所以，以下在各自分別使用的情況下稱為"線材"及"鋼線"，在同時(shí)指兩者的情況下統(tǒng)稱為"鋼線材"。作為用于連接部件用鋼線材的潤(rùn)滑被膜，以往使用了磷酸鹽+皂處理被膜、石灰皂處理被膜等。關(guān)于前者，由于酸性的磷酸鋅水溶液接觸線材表面使鐵溶解導(dǎo)致pH上升，從而形成了不溶性的磷酸鋅結(jié)晶被膜，在其后的水洗步驟中，接著通過(guò)在其上層賦以皂被膜層，完成了潤(rùn)滑被膜。雖然磷酸鹽+皂處理被膜的冷塑性加工性優(yōu)異并廣泛使用，但由于在被膜處理時(shí)，以溶解的鐵和磷酸的反應(yīng)副產(chǎn)物為主成分的漿液成為產(chǎn)業(yè)廢棄物的情況經(jīng)常發(fā)生，同時(shí)又產(chǎn)生含有大量重金屬的廢水，所以從環(huán)保角度而言并不理想。另外，由進(jìn)行過(guò)磷酸鹽被膜處理的鋼線材成型加工而得的螺栓，雖然之后進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，但在該調(diào)質(zhì)處理步驟中產(chǎn)生了被膜中的磷向鋼中擴(kuò)散的浸磷現(xiàn)象，加速了緊固施工后的螺栓在應(yīng)力集中部位的脆化破壞(延遲破壞現(xiàn)象)，所以，尤其對(duì)于對(duì)延遲破壞敏感的高強(qiáng)度螺栓，需要在熱處理前除去被膜，因此，考慮到該步驟的增加及除去狀態(tài)等工業(yè)方面的管理，在實(shí)際上并不能使用。另一方面，關(guān)于后者的石灰皂被膜，其為由消石灰和金屬皂構(gòu)成的潤(rùn)滑被膜，雖然可通過(guò)在線材表面經(jīng)涂布、干燥的簡(jiǎn)單步驟形成被膜，但其冷塑性加工性不充分，且加工度高的被膜因產(chǎn)生燒結(jié)等不能成型，此外也縮短了加工模具的壽命。進(jìn)一步地，拉線時(shí)被膜從鋼線表面脫落、或在拉線時(shí)由于潤(rùn)滑性不足而在拉模(dies，夕M》)前使用了潤(rùn)滑粉末，這些影響可致粉塵嚴(yán)重，所以從作業(yè)環(huán)境角度而言也不理想。另外，由于被膜向螺栓成型加工機(jī)內(nèi)的脫落也較多，所以對(duì)加工油的污染加劇等也是被膜存在的問(wèn)題。最近，雖然有通過(guò)簡(jiǎn)單步驟即可形成被膜的涂布型被膜，但具有優(yōu)異冷塑性加工性的被膜也正在市場(chǎng)化。作為這種涂布型被膜，在專(zhuān)利文獻(xiàn)1中公開(kāi)了一種金屬材料的塑性加工用潤(rùn)滑劑組合物，其特征在于，含有(A)合成樹(shù)脂、(B)水溶性無(wú)機(jī)鹽和水，(B)/(A)(固形成分重量比)為0.25/19/1，合成樹(shù)脂溶解或分散。專(zhuān)利文獻(xiàn)1中描述，作為潤(rùn)滑成分優(yōu)選含有120質(zhì)量％的選自金屬皂、蠟、聚四氟乙烯和油中的至少一種，作為前述水溶性無(wú)機(jī)鹽，優(yōu)選選自硫酸鹽、硼酸鹽、鉬酸鹽、釩酸鹽和鴇酸鹽中的至少一種。該技術(shù)為一種優(yōu)良的技術(shù)，可謂是新一代的塑性加工用潤(rùn)滑被膜，其是在可成為載體的被膜成分中，以分散態(tài)含有金屬皂、蠟等潤(rùn)滑成分，通過(guò)將其涂布于被加工材料的表面，可以簡(jiǎn)便省力地得到具有高度加工性能的潤(rùn)滑被膜。通過(guò)冷塑性加工形成的連接部件，可通過(guò)在Ac^點(diǎn)以上加熱的調(diào)質(zhì)處理等進(jìn)行制品化。由于調(diào)質(zhì)處理在82(TC以上，所以大部分殘留在連接部件表面的潤(rùn)滑成分因分解或升華失去潤(rùn)滑性，從而使連接部件的表面被鐵氧化膜覆蓋。這種氧化被膜的形成厚度很大程度上受到加工時(shí)附著的被膜氣體及熱處理的氣氛左右。作為連接部件代表的螺栓等，為了在緊固施工時(shí)得到規(guī)定的軸力，具有穩(wěn)定的緊固性是很重要的，所以正在努力使螺絲部位及螺栓座面等的摩擦狀態(tài)保持一定。一般地，在熱處理后而不進(jìn)行其他處理的表面上連接部件的摩擦系數(shù)不穩(wěn)定，因此，通常的螺栓在熱處理后需要再度進(jìn)行潤(rùn)滑處理。作為潤(rùn)滑劑可使用例如磷酸錳類(lèi)被膜、涂布型潤(rùn)滑被膜或油等。磷酸鹽被膜處理如前所述，其步驟復(fù)雜，產(chǎn)業(yè)廢棄物、廢水等的環(huán)境負(fù)荷較多，所以并不理想，因此，通過(guò)形成涂布型的潤(rùn)滑被膜賦以表面潤(rùn)滑性的方法較好，但即使如此，在被膜處理步驟之外還需要脫脂步驟、干燥步驟，對(duì)于大量的螺栓表面的潤(rùn)滑處理，需花費(fèi)較多的勞力。作為針對(duì)螺栓的潤(rùn)滑被膜，專(zhuān)利文獻(xiàn)2中公開(kāi)了一種使?jié)櫥瑒└街穆菟ńM，其特征在于，將螺栓、螺母和墊圈中的至少一個(gè)的表面，用潤(rùn)滑油中含有含水硅酸鹽巖石粉末而成的潤(rùn)滑劑覆蓋。含水硅酸鹽巖石的濃度約為1%(wt)20%(wt)、粒徑約為liim110iim、每單位面積的附著量約為0.0091g/cm20.183g/cm2。含水硅酸鹽巖石為礦物學(xué)分類(lèi)中的一系列巖石是指如云母、滑石粉、長(zhǎng)石、高嶺土或膨潤(rùn)土等，為這些巖石中的任一種以上。另外，專(zhuān)利文獻(xiàn)3中公開(kāi)了涉及連接部件用的鋼線材的技術(shù)，該技術(shù)將冷塑性加工前的潤(rùn)滑處理、和為了緊固性穩(wěn)定化而在熱處理后的連接部件表面上進(jìn)行的潤(rùn)滑處理合并為一個(gè)步驟，可實(shí)現(xiàn)飛躍性的省力化，該鋼線材具有下述潤(rùn)滑被膜，所述潤(rùn)滑被膜中，以Si02/M^(M表示堿金屬)的摩爾比為25的硅酸堿金屬鹽(a)、平均粒徑不足lOym的結(jié)晶性石墨(b)、聚烯烴蠟(c)為必須成分，且全固形成分中的(b)和(c)的質(zhì)量比分別為130質(zhì)量％、3050質(zhì)量％。在該技術(shù)中，為使熱處理后的摩擦系數(shù)穩(wěn)定，雖然將結(jié)晶性石墨作為必須成分包含在潤(rùn)滑被膜中，但是在拉線加工時(shí)成為產(chǎn)生黑色粉塵的原因并惡化作業(yè)環(huán)境、以及因被膜向螺栓成型加工機(jī)內(nèi)脫落而污染加工油等，從作業(yè)角度而言存在問(wèn)題。[專(zhuān)利文獻(xiàn)l]日本特開(kāi)2000-063880號(hào)公報(bào)[專(zhuān)利文獻(xiàn)2]日本特開(kāi)平7-224824號(hào)公報(bào)[專(zhuān)利文獻(xiàn)3]日本特開(kāi)2008-240002號(hào)公報(bào)
發(fā)明內(nèi)容如上所示，在連接部件的制備中，從由鋼線材開(kāi)始的冷塑性加工至熱處理后的出貨之間等，進(jìn)行了2次潤(rùn)滑處理。如上所述，通過(guò)在各自的被膜處理中采用涂布型被膜，與以往的磷酸鹽處理等相比雖然可大幅縮短步驟，但也花費(fèi)了較多的時(shí)間、勞力、能量等，因而需要尋求更為省力化的技術(shù)。進(jìn)一步地，粉塵對(duì)策等作業(yè)環(huán)境改善也成為重要的課題。4本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)狀技術(shù)的問(wèn)題點(diǎn)。即，可將冷塑性加工前對(duì)鋼線材的潤(rùn)滑被膜處理、和為了緊固性穩(wěn)定化而在熱處理后的連接部件表面上進(jìn)行的潤(rùn)滑處理合并為一個(gè)步驟，通過(guò)由此而得的特定的潤(rùn)滑被膜，實(shí)現(xiàn)飛躍性的省力化，進(jìn)而抑制拉線加工時(shí)的粉塵產(chǎn)生，顯著改善作業(yè)環(huán)境。本發(fā)明人為實(shí)現(xiàn)上述目的進(jìn)行了刻苦研究，結(jié)果得到了以下的結(jié)論。為將螺栓的緊固軸力控制在規(guī)定的范圍內(nèi)，需要將螺栓與螺母、墊圈的接觸面的摩擦系數(shù)保持穩(wěn)定，為了穩(wěn)定摩擦系數(shù)，需要在螺栓與螺母、墊圈的滑動(dòng)面上形成防止金屬接觸、即金屬磨損現(xiàn)象的保護(hù)被膜。在熱處理后的連接部件中，摩擦系數(shù)存在較大差別的原因在于，在鐵氧化物的形成中存在偏差，在表面上鐵氧化物生成較厚的情況下摩擦系數(shù)升高，在鐵氧化物適度地生成較薄的情況下摩擦系數(shù)降低。已經(jīng)明確，氧化物形成較厚的表面的摩擦系數(shù)升高的原因在于，在強(qiáng)剪切力起作用的情況下，表面的鐵氧化物容易剝落，因金屬接觸而產(chǎn)生金屬磨損；在適度的薄鐵氧化物生成的情況下，即使受到強(qiáng)剪切力也不產(chǎn)生鐵氧化物剝落，作為良好的保護(hù)被膜而起作用。為解決該問(wèn)題，對(duì)于通過(guò)冷塑性加工后殘留的潤(rùn)滑被膜成分，在熱處理步驟中形成摩擦系數(shù)穩(wěn)定的保護(hù)被膜的方法進(jìn)行了研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過(guò)將線材用下述水性處理液處理，在線材表面形成潤(rùn)滑被膜，可以制備出下述線材或鋼線，所述水性處理液是指在特定的硅酸堿金屬鹽(a)中，使其在特定量的范圍內(nèi)含有脂肪酸的的鈣鹽(b)和聚烯烴蠟(c);所述線材或鋼線用于可達(dá)到穩(wěn)定緊固性的、表面潤(rùn)滑性優(yōu)異的連接部件的制備，從而完成了本發(fā)明。根據(jù)本發(fā)明的連接部件用鋼線材，可以提供一種連接部件，其是通過(guò)可將冷塑性加工前的對(duì)鋼線材的潤(rùn)滑被膜處理、和為了緊固性穩(wěn)定化而在熱處理后的連接部件表面上進(jìn)行的潤(rùn)滑處理合并為一個(gè)步驟的特定的潤(rùn)滑被膜，經(jīng)飛躍性的省力化而制備的。在連接部件的制備步驟中的潤(rùn)滑被膜處理僅有對(duì)冷塑性加工前的鋼線材上的處理，在調(diào)質(zhì)等熱處理后不必進(jìn)行再度的潤(rùn)滑被膜處理，實(shí)現(xiàn)了大幅的省力化。進(jìn)一步地，由于不進(jìn)行磷酸鹽被膜處理，由本發(fā)明的鋼線材成型加工的連接部件在之后的調(diào)質(zhì)處理中不用擔(dān)心浸磷現(xiàn)象，此外也解決了拉線加工時(shí)產(chǎn)生粉塵的問(wèn)題，顯著改善了作業(yè)環(huán)境。因此，本發(fā)明在產(chǎn)業(yè)上具有極大的利用價(jià)值。具體實(shí)施例方式以下詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。本發(fā)明中使用的Si(V^0(M表示堿金屬)摩爾比為25的硅酸堿金屬鹽(a)，在冷塑性加工時(shí)成為將脂肪酸的鈣鹽(b)、聚烯烴蠟(c)等潤(rùn)滑成分導(dǎo)入加工表面的載體，同時(shí)通過(guò)耐受冷塑性加工時(shí)的加工表面的高溫高壓狀態(tài)，防止加工模具表面與材料表面的直接接觸而抑制燒結(jié)現(xiàn)象，從而提供良好的冷塑性加工性。本發(fā)明的Si(V^0(M表示堿金屬)摩爾比為25的硅酸堿金屬鹽(a)，在水中溶解或以膠體分散的狀態(tài)存在，通過(guò)水分揮發(fā)在常溫下形成固體狀的被膜。從水溶液的穩(wěn)定性及成膜性等觀點(diǎn)而言，M優(yōu)選為K或Na。當(dāng)Si02/M20的摩爾比不足2時(shí)，在連續(xù)被膜性降低、冷塑性加工性顯著降低的同時(shí)，脂肪酸的鈣鹽(b)、聚烯烴蠟(c)的保持性也極度降低。另外，當(dāng)Si02/M20的摩爾比超過(guò)5時(shí)，在水性處理液變得極端不穩(wěn)定的同時(shí)，也降低了冷塑性加工性。另外，在調(diào)質(zhì)處理等熱處理步驟中殘留于連接部件的表面，起到抑制鐵氧化物形成的作用。另外，殘留的硅酸成分在緊固連接部件時(shí)，作為保護(hù)被膜起到防止金屬接觸的作用。本發(fā)明中使用的脂肪酸的f丐鹽(b)在冷塑性加工時(shí)賦以潤(rùn)滑性，在熱處理時(shí)具有抑制鐵氧化物形成的效果。脂肪酸的鈣鹽抑制鐵氧化物形成的機(jī)理從以下兩個(gè)效果來(lái)考慮。其一，脂肪酸的鈣鹽(b)的鈣通過(guò)作用于鐵表面形成致密的氧化物層，通過(guò)該效果抑制鐵氧化物的形成；其二，殘留于冷塑性加工后的連接部件表面的潤(rùn)滑被膜，在熱處理過(guò)程中由于被膜成分的一部分受熱分解，在產(chǎn)生的被膜缺陷部位鈣成分以氧化鈣等形式存在，從而通過(guò)密封效果隔離氧來(lái)抑制鐵氧化物的形成。在線材上涂布本發(fā)明的處理液時(shí)，脂肪酸的鈣鹽向線材表面上積極地吸附并強(qiáng)烈地保持。尤其在鈣化合物中，脂肪酸的鈣鹽的吸附能力較高。吸附的脂肪酸的鈣鹽即使被冷塑性加工，也可以高效地殘留于素材表面，在熱處理時(shí)，表面吸附的鈣鹽與原料鐵形成復(fù)合氧化物。認(rèn)為這種復(fù)合氧化物隔離氧的效果高，在熱處理的早期階段在原料表面上形成復(fù)合氧化物，從而抑制之后的鐵氧化物的形成。因此，在本發(fā)明中所用的潤(rùn)滑處理液中混合的脂肪酸的鈣鹽的配合量為，為了隔離氧，給予可與充分的鐵形成鈣的復(fù)合氧化物的吸附量的量。另一方面，雖然脂肪酸的鈣鹽起到作為潤(rùn)滑劑的作用，但過(guò)量的配合會(huì)由于被膜強(qiáng)度的降低而使?jié)櫥荒さ睦渌苄约庸ば越档?。根?jù)以上描述，在本發(fā)明的鋼線材表面形成的潤(rùn)滑被膜中，脂肪酸的鈣鹽(b)的質(zhì)量比為650質(zhì)量％的范圍，優(yōu)選1030質(zhì)量％的范圍。當(dāng)脂肪酸的f丐鹽(b)的質(zhì)量比不足6質(zhì)量％時(shí)，鈣成分不能充分地供給于連接部件的表面，在熱處理中不能形成隔離性高的復(fù)合氧化物。當(dāng)超過(guò)50質(zhì)量％時(shí)鈣的效果飽和，不僅在經(jīng)濟(jì)方面造成浪費(fèi)，而且由于被膜強(qiáng)度的降低而使?jié)櫥荒さ睦渌苄约庸ば越档?。另外，本發(fā)明中所用的脂肪酸的鈣鹽的熔點(diǎn)具有左右潤(rùn)滑性的重要特性。當(dāng)熔點(diǎn)低時(shí)，在拉線加工時(shí)容易發(fā)生液狀化使被膜強(qiáng)度顯著降低，成為潤(rùn)滑性降低的原因。根據(jù)以上描述，脂肪酸的鈣鹽(b)的熔點(diǎn)優(yōu)選為70°C18(TC，更優(yōu)選為100°C170°C。當(dāng)熔點(diǎn)不足7(TC時(shí)，在向潤(rùn)滑被膜中大量配合的情況下，潤(rùn)滑被膜的強(qiáng)度降低，使冷塑性加工性降低。另外，當(dāng)超過(guò)18(TC時(shí)，在拉線加工時(shí)成為產(chǎn)生粉塵的原因。即使是熔點(diǎn)不足7(TC和超過(guò)18(TC的脂肪酸的鈣鹽，如果在不影響潤(rùn)滑性范圍內(nèi)，也可以使用。另外，脂肪酸的鈣鹽的種類(lèi)沒(méi)有特別限定，其為由C12C26的直鏈或支鏈狀的飽和或不飽和脂肪酸與鈣化合物反應(yīng)產(chǎn)物，可使用一種或兩種以上。例如，作為飽和脂肪酸的具體例，可列舉月桂酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸、十七酸、硬脂酸、花生酸、山崳酸、木蠟酸、褐煤酸。作為不飽和脂肪酸的具體例，可列舉肉豆蔻腦酸、棕櫚油酸、油酸、反油酸、異油酸、鱈油酸、芥酸、神經(jīng)酸、亞油酸、亞麻酸、蓖麻油酸、十八碳四烯酸、花生四烯酸、二十碳五烯酸、二十二碳五烯酸、二十二碳六烯酸。作為直鏈脂肪酸的具體例，可列舉異月桂酸、異肉豆蔻酸、異棕櫚酸、異硬脂酸、異花生酸、異山崳酸、異肉豆蔻腦酸、異棕櫚油酸、異油酸、異芥酸等。本發(fā)明中使用的聚烯烴蠟(c)為在冷塑性加工鋼線材時(shí)用作賦以優(yōu)異潤(rùn)滑性的必須成分。在僅靠脂肪酸的鈣鹽(b)進(jìn)行高加工度的冷塑性加工的情況下潤(rùn)滑性不足，采用本發(fā)明的鋼線材制備連接部件的過(guò)程中，聚烯烴蠟(c)在冷塑性加工時(shí)在潤(rùn)滑被膜中以固體狀態(tài)或熔融狀態(tài)保持，顯著降低加工表面的摩擦系數(shù)，從而使高加工度的冷塑性加工成為可能。另一方面，由于聚烯烴蠟(c)在成型加工后的熱處理時(shí)在50(TC左右分解，在采用本發(fā)明的鋼線材的連接部件表面上幾乎沒(méi)有殘留。因此，從為了隔離氧不因熱處理而形成被膜缺陷的觀點(diǎn)而言，配合量少的方案為好。若聚烯烴蠟的粒子大，則存在由熱處理形成的每個(gè)缺陷的尺寸都變大的問(wèn)題。根據(jù)以上描述，聚烯烴蠟(c)的質(zhì)量比優(yōu)選為120質(zhì)量％，更優(yōu)選為310質(zhì)量％的范圍。在本發(fā)明的鋼線材表面形成的潤(rùn)滑被膜中，若聚烯烴蠟(c)的含量不足1質(zhì)量％時(shí)，采用潤(rùn)滑被膜的成型加工性不充分，當(dāng)超過(guò)20質(zhì)量％時(shí)，在熱處理時(shí)分解物所致的被膜缺陷增多，從而難以得到抑制鐵氧化物生成的效果。優(yōu)選聚烯烴蠟的平均粒徑為5iim以下。另外，當(dāng)平均粒徑不足0.05iim時(shí)被膜的強(qiáng)度降低，成型加工性不充分。粒徑采用市售的堀場(chǎng)制作所制的激光衍射/散射式粒徑分布測(cè)定裝置LA-920測(cè)定，以所得的D50作為平均粒徑。作為本發(fā)明中可使用的聚烯烴蠟(c)，為了有效體現(xiàn)優(yōu)異的潤(rùn)滑性優(yōu)選為聚乙烯蠟和聚丙烯蠟。另外，聚烯烴蠟(c)的熔點(diǎn)優(yōu)選為7(TC15(TC的范圍。當(dāng)不足7(TC時(shí)被膜強(qiáng)度降低，潤(rùn)滑性降低。當(dāng)超過(guò)15(TC時(shí)，在冷塑性加工時(shí)不能充分得到減少摩擦的效果。作為采用本發(fā)明的鋼線材制得的連接部件的表面潤(rùn)滑狀態(tài)，從螺栓的緊固作業(yè)更加穩(wěn)定化的觀點(diǎn)而言，在采用bowder("々7>)式摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)以lkg為垂直荷重時(shí)，優(yōu)選表面摩擦系數(shù)為不足0.2，更優(yōu)選為不足0.15。本發(fā)明的鋼線材表面具有的潤(rùn)滑被膜通過(guò)下述方法得到，其是將由Si(V^O(M表示堿金屬)的摩爾比為25的硅酸堿金屬鹽(a)、脂肪酸的鈣鹽(b)、聚烯烴蠟(c)在水中溶解或分散的水性處理液涂布，然后干燥而形成。關(guān)于水性處理液的涂布方法，通過(guò)浸泡、噴霧、澆釉(流^力>W)、毛刷涂抹等常規(guī)方法涂布于線材表面。涂布可以采用該水性處理液充分覆蓋線材表面，對(duì)涂布時(shí)間沒(méi)有特別限定。涂布后的處理液膜需要干燥。干燥雖然可以在常溫放置，但通常優(yōu)選在60°C15(TC下進(jìn)行2秒60秒。干燥后的潤(rùn)滑被膜的被膜質(zhì)量因用途而不同，但對(duì)于冷塑性加工度嚴(yán)格的有形狀要求的螺栓，從防止加工時(shí)的燒結(jié)的角度而言，作為干燥被膜優(yōu)選為lg/m2以上，更優(yōu)選為330g/m、再優(yōu)選為520g/m2，作為連接部件用鋼線材，如此進(jìn)行干燥的線材雖然沒(méi)有妨礙，但為了更加提高潤(rùn)滑被膜的密著性，作為鋼線優(yōu)選對(duì)干燥后的線材進(jìn)一步進(jìn)行斷面減少率30%以下程度的拉線。進(jìn)一步地，對(duì)于本發(fā)明中的潤(rùn)滑被膜，以提高塑性加工性為目的，根據(jù)需要可含有任意的潤(rùn)滑成分。作為可含有的潤(rùn)滑成分，可以列舉油、脂肪酸蠟、聚四氟乙烯、有機(jī)鉬化合物(鉬DTC)、氰脲酸密胺酯等。在采用本發(fā)明的鋼線材制得的連接部件的制備過(guò)程中，所謂的冷塑性加工即成型加工，表示例如鍛造加工、鍛壓加工、輥軋成形加工等一般的冷塑性加工。接著進(jìn)行的熱處理是指淬火回火、即調(diào)質(zhì)處理等，淬火處理一般是為了使鋼變硬或增加強(qiáng)度，表示例如在Ac3點(diǎn)以上的奧氏體范圍溫度中將鋼加熱后，采用水、油或其他冷卻劑進(jìn)行急冷的操作。接著，將由淬火生成的組織通過(guò)在A1點(diǎn)以下的溫度中加熱的回火，接近穩(wěn)定的組織，另外通過(guò)析出強(qiáng)化等，調(diào)質(zhì)至所用的性質(zhì)和狀態(tài)。本發(fā)明中的鋼線材是指在制備連接部件時(shí)使用的、形成了典型的線圈形狀的線材或鋼線，例如S45C等JISG4051的機(jī)械構(gòu)造用碳素鋼鋼材、SCM415或SCM435等JISG4053的機(jī)械構(gòu)造用合金鋼鋼材等用于冷塑性加工的各種規(guī)格鋼的線材或鋼線。另外，采用本發(fā)明的鋼材制得的連接部件是指，在冷塑性加工后，進(jìn)行了調(diào)質(zhì)處理等熱處理的連接部件，表示例如用于汽車(chē)、建材等的螺栓、螺母、墊圈等連接部件，尤其是以重視緊固力穩(wěn)定性的發(fā)動(dòng)機(jī)螺栓或汽車(chē)的車(chē)輪部分部件用連接螺栓為代表的、強(qiáng)度分類(lèi)10T和10.9T級(jí)以上的高強(qiáng)度螺栓為對(duì)象。在該連接部件的表面上，在硅酸堿金屬鹽(a)被膜中殘留了由脂肪酸的鈣鹽(b)保持形態(tài)的潤(rùn)滑被膜。為發(fā)揮充分的潤(rùn)滑效果，優(yōu)選潤(rùn)滑被膜的被膜量為O.lg/m2以上。另外，在潤(rùn)滑被膜的表面，由于在熱處理時(shí)在微細(xì)的穴狀中殘留了聚烯烴蠟(c)分解揮散的痕跡，所以一般在連接部件的表面上涂布防銹油等，以發(fā)揮物理上的保持效果。實(shí)施例通過(guò)列舉本發(fā)明的實(shí)施例并同時(shí)列舉比較例，進(jìn)一步具體說(shuō)明本發(fā)明的效果。本發(fā)明并不局限于這些實(shí)施例。(實(shí)施例1)(1)用于形成潤(rùn)滑被膜的水性處理液的配制采用以下所示的各成分，按照表1所示的組合和比例，配制表1所示的實(shí)施例111和比較例117的水性處理液。在這些所有的水性處理液中，水性處理液的全固形成分水的質(zhì)量比為1:9?！礉?rùn)滑被膜成分>在實(shí)施例和比較例中，上述水性處理液中配合的各成分如下所示。(a成分)a-1硅酸鈉(Na204Si02)a-2硅酸鈉(Na202Si02)a-3硅酸鉀(K202Si02)a-4硅酸鈉(Na203Si02)a-5碳酸鉀a-6聚氨酯樹(shù)脂乳劑a-7硅酸鈉(Na206Si02)a-8硅酸鈉(2Na20Si02)(b成分)b-l棕櫚酸牽丐b_2硬脂酸鈣b_3山崳酸牽丐b-4月桂酸牽丐b_5褐煤酸鈣b_6油酸牽丐b_7蓖麻油酸鈣b-8鱗片狀石墨(5iim)b_9碳酸鈣b-10硬脂酸鈉b-ll硬脂酸Al(c成分)c-l聚乙烯蠟C-2聚丙烯蠟c-3巴西棕櫚蠟(2)潤(rùn)滑被膜處理(2-1)前處理和潤(rùn)滑被膜處理在本實(shí)施例和比較例115中，采用JISG4051的機(jī)械構(gòu)造用碳素鋼鋼材S45C的線材，通過(guò)以下的處理流程進(jìn)行了潤(rùn)滑被膜處理。(a)評(píng)價(jià)用試驗(yàn)材料前方擠出試驗(yàn)片(S45C)30mmX小25mm(b)酸洗鹽酸的17.5%水溶液、溫度40。C、浸泡10分鐘(c)水洗自來(lái)水、常溫、噴霧處理30秒(d)潤(rùn)滑被膜處理上述配制的各水性處理液、4(TC、浸泡1分鐘處理(e)干燥80。C熱風(fēng)干燥30秒(f)干燥被膜質(zhì)量10g/m2在比較例16的潤(rùn)滑被膜處理中采用了市售的石灰皂處理劑(注冊(cè)商標(biāo)"&一7"CAO2、日本"一力，<->夕'(株)制)。關(guān)于比較例17，與本實(shí)施例和比較例116同樣采用JISG4051的機(jī)械構(gòu)造用碳素鋼鋼材S45C的線材，通過(guò)以下的處理流程進(jìn)行了保護(hù)被膜處理。(a)評(píng)價(jià)用試驗(yàn)材料前方擠出試驗(yàn)片(S45C)30mmX小25mm(b)酸洗鹽酸的17.5%水溶液、溫度4(TC、浸泡10分鐘(c)水洗自來(lái)水、常溫、噴霧處理30秒(d)化成處理市售的磷酸鋅化成處理劑(注冊(cè)商標(biāo)"&求'>卜'181X、日本"一力，<->夕"(株)制)、濃度90g/L、溫度80°C、浸泡10分鐘(e)水洗自來(lái)水、常溫、噴霧處理30秒(f)皂處理市售的反應(yīng)皂潤(rùn)滑劑(注冊(cè)商標(biāo)"^一7"235、日本"一力，<->夕"(株)制)、濃度70g/L、溫度80°C、浸泡5分鐘(g)干燥8(TC熱風(fēng)干燥3分鐘(h)干燥被膜質(zhì)量12g/m2(3)冷塑性加工試驗(yàn)采用上述進(jìn)行了潤(rùn)滑被膜處理的試驗(yàn)片進(jìn)行前方擠出加工，目視評(píng)價(jià)加工后試驗(yàn)片在直至加工前端部位的被膜追隨程度和燒結(jié)部的有無(wú)。追隨性良好的情況下，對(duì)于冷塑性加工時(shí)的表面積擴(kuò)大具有充分的耐燒結(jié)性，被膜不追隨的情況下容易發(fā)生燒結(jié)。前方擠出加工條件前端沖模直徑小10mm、擠出長(zhǎng)度12mm評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)〇被膜追隨直至前端，無(wú)燒結(jié)部位△:被膜未追隨至前端，無(wú)燒結(jié)部位X:被膜未追隨至前端，有燒結(jié)部位(4)調(diào)質(zhì)處理后的潤(rùn)滑性評(píng)價(jià)對(duì)上述成型加工的試驗(yàn)片，在未進(jìn)行洗凈步驟的情況下，按以下條件進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。然后按照下述的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行外觀評(píng)價(jià)和潤(rùn)滑性評(píng)價(jià)。淬火在氮?dú)夥諊性?7(TC保持30分鐘，然后用淬火油冷卻。回火接著淬火步驟，在空氣氛圍中在47(TC下保持1小時(shí)，然后油冷?！礉?rùn)滑性評(píng)價(jià)>對(duì)上述調(diào)質(zhì)處理后的試驗(yàn)片的表面通過(guò)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行滑動(dòng)試驗(yàn)。摩擦磨損試驗(yàn)中冷鍛造加工性僅在A以上的條件下進(jìn)行，作為摩擦磨損試驗(yàn)，按照最標(biāo)準(zhǔn)的金屬磨損試驗(yàn)進(jìn)行。作為潤(rùn)滑性能評(píng)價(jià)，根據(jù)滑動(dòng)次數(shù)第5次的動(dòng)摩擦系數(shù)值進(jìn)行評(píng)價(jià)。工業(yè)上的容許水平為"A"以上。試驗(yàn)條件壓頭使用10mm小的SUJ2鋼球垂直負(fù)荷=lkg，滑動(dòng)速度二10mm/s、溫度二常溫評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)〇動(dòng)摩擦系數(shù)不足0.15△:動(dòng)摩擦系數(shù)為0.15以上而不足0.2X:動(dòng)摩擦系數(shù)為0.2以上以上的試驗(yàn)結(jié)果如表l所示。從表1可以明確，本發(fā)明范圍內(nèi)的實(shí)施例111中，冷塑性加工性、調(diào)質(zhì)處理后的表面潤(rùn)滑性均優(yōu)異。另一方面，沒(méi)有配合硅酸堿金屬鹽(a)的比較例15，沒(méi)有配合脂肪酸的鈣鹽(b)或配合量在本發(fā)明的范圍外的比較例2、11，沒(méi)有配合聚烯烴蠟(c)或配合量在本發(fā)明的范圍外的比較例3、4、12、14，硅酸堿金屬鹽(a)的Si02/M20比在本發(fā)明的范圍外的比較例7、13，作為被膜成分未使用硅酸堿金屬鹽(a)的比較例5、6，使用本發(fā)明以外的成分代替脂肪酸的鈣鹽(b)的比較例8、9、10，由于水性處理液不穩(wěn)定，不能形成適于評(píng)價(jià)用的潤(rùn)滑被膜，或冷塑性加工性、調(diào)質(zhì)處理后的表面潤(rùn)滑性的任一種達(dá)不到工業(yè)使用水平。另外，作為以往被膜的比較例16不能滿足冷塑性加工性評(píng)級(jí)和粉塵產(chǎn)生評(píng)價(jià)。比較例17中調(diào)質(zhì)處理后的表面潤(rùn)滑性不能滿足本發(fā)明的目的。<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>將以下所示的各成分，按照表2所示的組合和比例配制水性處理液。形成潤(rùn)滑被膜的a成分、b成分、c成分，對(duì)于實(shí)施例AC采用實(shí)施例1的a_2、b_2、c_l，對(duì)于實(shí)施例D采用實(shí)施例1的a-4、b-6、c-2。另夕卜，對(duì)于比較例A采用比較例1的a_2、b_2+b_8、c_l。在這些所有的水性處理液中，水性處理液中的全固形成分水為1:9。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>(2)潤(rùn)滑被膜處理將JISG4053的機(jī)械構(gòu)造用合金鋼鋼材SCM415的小12.3mm的線材切斷成長(zhǎng)度50rnm，通過(guò)以下的處理流程進(jìn)行潤(rùn)滑被膜處理后使用。(a)酸洗硫酸的17.5%水溶液、溫度70。C、浸泡10分鐘(b)水洗在常溫水池中浸泡后取出(c)潤(rùn)滑被膜處理上述配制的各水性處理液、6(TC、浸泡5分鐘處理(d)干燥自然干燥[O105](e)干燥被膜質(zhì)量10g/m2(f)拉線拉線成小12.0mm[O107](3)粉塵產(chǎn)生評(píng)價(jià)以評(píng)價(jià)拉線時(shí)粉塵產(chǎn)生的難易為目的，將進(jìn)行了上述潤(rùn)滑被膜處理的試驗(yàn)片進(jìn)行前方擠壓加工，評(píng)價(jià)了殘留于模具中的潤(rùn)滑被膜成分的性狀?？紤]到拉線時(shí)的溫度上升，拉模(dies,夕、7)加熱至150°C。加工度為斷面減少率20%。通過(guò)前方擠壓加工使部分被膜脫落，脫落的被膜為細(xì)小的粉狀物的程度，容易產(chǎn)生粉塵。另外，因前方擠壓加工在加工表面產(chǎn)生損傷的情況下，經(jīng)判斷需要在拉線時(shí)在拉模前使用潤(rùn)滑粉末，所以粉末產(chǎn)生最多。脫落量根據(jù)10片試驗(yàn)片加工時(shí)的狀況來(lái)評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)〇脫落被膜不形成粉狀A(yù):脫落被膜為粉狀X:加工面上產(chǎn)生損傷試驗(yàn)結(jié)果如表2所示。以實(shí)線表示的具有粉塵問(wèn)題的比較例A，其鱗片狀石墨的脫落被膜為粉狀。比較例B的石灰皂被膜在加工面上有損傷。比較例C的磷酸鹽+皂處理雖然加工面上無(wú)損傷但被膜脫落物的性狀為粉狀。本發(fā)明范圍內(nèi)的實(shí)施例沒(méi)有粉狀脫落物的產(chǎn)生且在加工面上也沒(méi)有損傷產(chǎn)生。由表2可知，其為粉塵難以產(chǎn)生的被膜。以上對(duì)得到本發(fā)明的連接部件用鋼線材的獲得方法、即通過(guò)采用特定的水性處理液處理線材表面或根據(jù)需要進(jìn)一步通過(guò)拉線加工成鋼線而得到，進(jìn)行了說(shuō)明。當(dāng)然，即使采用預(yù)先進(jìn)行了拉線并細(xì)徑化的鋼線代替線材，也具有同樣的效果，因此，對(duì)鋼線采用特定的水性處理液處理所得的鋼線以及經(jīng)拉線加工了的鋼線，也是本發(fā)明涉及的"鋼線材"。權(quán)利要求一種連結(jié)部件用鋼線材，其用下述組合物的水性處理液處理過(guò)，所述組合物中，以SiO2/M2O的摩爾比為2～5的硅酸堿金屬鹽(a)、脂肪酸的鈣鹽(b)、聚烯烴蠟(c)為必須成分，且全固形成分中的(b)和(c)的質(zhì)量比分別為6～50質(zhì)量％、1～20質(zhì)量％，其中，M表示堿金屬。2.—種連結(jié)部件用鋼線材，其具有下述潤(rùn)滑被膜，所述潤(rùn)滑被膜中，以Si02/M20的摩爾比為25的硅酸堿金屬鹽(a)、脂肪酸的鈣鹽(b)、聚烯烴蠟(c)為必須成分，且全固形成分中的(b)和(c)的質(zhì)量比分別為650質(zhì)量％、120質(zhì)量X，其中，M表示堿金屬。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的連結(jié)部件用鋼線材，其中，所述M為Na和K中的任意1種或2種。4.根據(jù)權(quán)利要求13中任一項(xiàng)所述的連結(jié)部件用鋼線材，其中，所述脂肪酸的鈣鹽(b)的熔點(diǎn)為7(TC至180°C。5.根據(jù)權(quán)利要求14中任一項(xiàng)所述的連結(jié)部件用鋼線材，其中，所述聚烯烴蠟(c)的平均粒徑為5iim以下。6.根據(jù)權(quán)利要求15中任一項(xiàng)所述的連結(jié)部件用鋼線材，其中，所述聚烯烴蠟(c)的熔點(diǎn)為7(TC至150°C。全文摘要本發(fā)明提供一種將冷塑性加工的連接部件熱處理后、不必進(jìn)行緊固穩(wěn)定化的潤(rùn)滑處理的鋼線材。本發(fā)明的鋼線材，其可將用于冷塑性加工的的潤(rùn)滑被膜處理、和為了緊固性穩(wěn)定化的潤(rùn)滑處理合并為一個(gè)步驟，從而實(shí)現(xiàn)飛躍性的省力化，并且不出現(xiàn)拉線加工時(shí)產(chǎn)生的粉塵問(wèn)題，可顯著改善作業(yè)環(huán)境。本發(fā)明提供的連結(jié)部件用鋼線材，其具有下述潤(rùn)滑被膜，其以SiO2/M2O的摩爾比為2～5的硅酸堿金屬鹽(a)、脂肪酸的鈣鹽(b)、聚烯烴蠟(c)為必須成分，且全固形成分中的(b)和(c)的質(zhì)量比分別為6～50質(zhì)量％、1～20質(zhì)量％，其中，M表示堿金屬。文檔編號(hào)C10M129/00GK101736192SQ200910224538公開(kāi)日2010年6月16日申請(qǐng)日期2009年11月17日優(yōu)先權(quán)日2008年11月20日發(fā)明者小原重男,小見(jiàn)山忍,武內(nèi)良介,清水秋雄,矢動(dòng)丸洋輔,萩原利明,青山充申請(qǐng)人:日本帕卡瀨精股份有限公司;住友金屬工業(yè)株式會(huì)社;住金精鋼株式會(huì)社